day07【类与对象、封装、构造方法】

今日内容

• 面向对象
• 类与对象
• 三大特征——封装
• 构造方法

第1章 面向对象思想

1.1 面向对象思想概述

概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，使用Java语言去设计、开发计算机程序。
这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。
它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

面向对象思想总结:
    1.面向过程:当要实现一个功能时,需要亲力亲为,处理每个细节
    2.面向对象:当要实现一个功能时,不关心具体的实现步骤,只关心结果,找一个具有该功能的类,帮我们做事
    3.面向对象的思想
        (1)面向对象是基于面向过程的编程思想.
        (2)面向过程:强调的是每一个功能的步骤
        (3)面向对象:强调的是对象,然后由对象去调用功能
    4.特点
        (1)是一种更符合我们思考习惯的思想
        (2)可以将复杂的事情简单化
        (3)角色发生了转换,将我们从执行者变成了指挥者

举例

洗衣服:

• 面向过程：把衣服脱下来–>找一个盆–>放点洗衣粉–>加点水–>浸泡10分钟–>揉一揉–>清洗衣服–>拧干–>晾起来
• 面向对象：把衣服脱下来–>打开全自动洗衣机–>扔衣服–>按钮–>晾起来

区别:

• 面向过程：强调步骤。

• 面向对象：强调对象，这里的对象就是洗衣机。

特点

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

1.2 类和对象

环顾周围，你会发现很多对象，比如桌子，椅子，同学，老师等。桌椅属于办公用品，师生都是人类。那么什么是类呢？什么是对象呢？

什么是类

• 类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。

现实中，描述一类事物：

• 属性：就是该事物的状态信息。
• 行为：就是该事物能够做什么。

举例：小猫。

属性：名字、体重、年龄、颜色。
行为：走、跑、叫。

什么是对象

• 对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例（对象并不是找个女朋友），必然具备该类事物的属性和行为。

现实中，一类事物的一个实例：一只小猫。

举例：一只小猫。

属性：tom、5kg、2 years、yellow。
行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

类与对象的关系

• 类是对一类事物的描述，是抽象的。
• 对象是一类事物的实例，是具体的。
• 类是对象的模板，对象是类的实体。

1.3 类的定义

事物与类的对比

现实世界的一类事物：

**属性**：事物的状态信息。
**行为**：事物能够做什么。

Java中用class描述事物也是如此：

**成员变量**：对应事物的**属性**
**成员方法**：对应事物的**行为**

类的定义格式

public class ClassName {
  //成员变量
  //成员方法 
}

• 定义类：就是定义类的成员，包括成员变量和成员方法。
• 成员变量：和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
• 成员方法：和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉，static的作用在面向对象后面课程中再详细讲解。

类的定义格式举例：

public class Student {
  	//成员变量
  	String name；//姓名
    int age；//年龄

    //成员方法
    //学习的方法
    public void study() {
    System.out.println("好好学习，天天向上");
  }

  //吃饭的方法
  public void eat() {
    System.out.println("学习饿了要吃饭");
  }
}

1.4 对象的使用

对象的使用格式

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量；
对象名.成员方法()；

对象的使用格式举例:

public class Test01_Student {
  public static void main(String[] args) {
    //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
    Student s = new Student();
    System.out.println("s:"+s); //com.doit.Student@100363

    //直接输出成员变量值
    System.out.println("姓名："+s.name); //null
    System.out.println("年龄："+s.age); //0
    System.out.println("----------");

    //给成员变量赋值
    s.name = "赵丽颖";
    s.age = 18;

    //再次输出成员变量的值
    System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
    System.out.println("年龄："+s.age); //18
    System.out.println("----------");

    //调用成员方法
    s.study(); // "好好学习，天天向上"
    s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
  }	
}

成员变量的默认值

	数据类型	默认值
基本类型	整数（byte，short，int，long）	0
基本类型	浮点数（float，double）	0.0
基本类型	字符（char）	‘\u0000’
基本类型	布尔（boolean）	false
引用类型	数组，类，接口	null

1.5 类与对象的练习

定义手机类：

public class Phone {
  // 成员变量
  String brand; //品牌
  int price; //价格
  String color; //颜色

  // 成员方法
  //打电话
  public void call(String name) {
    System.out.println("给"+name+"打电话");
  }

  //发短信
  public void sendMessage() {
    System.out.println("群发短信");
  }
}

定义测试类：

public class Test02Phone {
  public static void main(String[] args) {
    //创建对象
    Phone p = new Phone();

    //输出成员变量值
    System.out.println("品牌："+p.brand);//null
    System.out.println("价格："+p.price);//0
    System.out.println("颜色："+p.color);//null
    System.out.println("------------");

    //给成员变量赋值
    p.brand = "锤子";
    p.price = 2999;
    p.color = "棕色";

    //再次输出成员变量值
    System.out.println("品牌："+p.brand);//锤子
    System.out.println("价格："+p.price);//2999
    System.out.println("颜色："+p.color);//棕色
    System.out.println("------------");

    //调用成员方法
    p.call("紫霞");
    p.sendMessage();
  }
}

1.6 对象内存图

一个对象，调用一个方法内存图

通过上图，我们可以理解，在栈内存中运行的方法，遵循"先进后出，后进先出"的原则。变量p指向堆内存中的空间，寻找方法信息，去执行该方法。

但是，这里依然有问题存在。创建多个对象时，如果每个对象内部都保存一份方法信息，这就非常浪费内存了，因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢？请看如下图解。

两个对象，调用同一方法内存图

对象调用方法时，根据对象中方法标记（地址值），去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象，方法信息只保存一份，节约内存空间。

1.7 成员变量和局部变量区别

变量根据定义位置的不同，我们给变量起了不同的名字。如下图所示：

局部变量和成员变量的区别
1.在类中的位置不同【重点】
	成员变量：类中，方法外
	局部变量：方法中或者方法声明上(形式参数)
2.在内存中的位置不同（了解）
	成员变量：堆内存
	局部变量：栈内存
3.生命周期不同（了解）
	成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
	局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失
4.初始化值的不同【重点】
	成员变量：有默认值
	局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用
5.作用范围不一样【重点】
	成员变量：类中
	局部变量：方法中

第2章 封装

2.1 封装概述

概述

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

原则

将属性隐藏起来，若需要访问某个属性，提供公共方法对其访问。

2.2 封装的步骤

1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
2. 对需要访问的成员变量，提供对应的一对 getXxx方法 、setXxx 方法。

2.3 封装的操作——private关键字

private的含义

1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

private的使用格式

private 数据类型 变量名 ；

1. 使用 private 修饰成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
}

2. 提供 getXxx方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;

  public void setName(String n) {
    name = n;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setAge(int a) {
    age = a;
  }

  public int getAge() {
    return age;
  }
}

2.4 封装优化1——this关键字

我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定，那么如果修改与成员变量名一致，是否就见名知意了呢？代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String name) {
    name = name;
  }

  public void setAge(int age) {
    age = age;
  }
}

经过修改和测试，我们发现新的问题，成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了setXxx() 的形参变量名后，方法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

this的含义

this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

记住 ：方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

this使用格式

this.成员变量名；

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;

  public void setName(String name) {
    //name = name;
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setAge(int age) {
    //age = age;
    this.age = age;
  }

  public int getAge() {
    return age;
  }
}

小贴士：方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

2.5 封装优化2——构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

小贴士：无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){
	// 方法体
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {} 
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age; 
  }
}

注意事项

1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

2.6 标准代码——JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合JavaBean 的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的set 和get 方法。

public class ClassName{
  //成员变量
  //构造方法
  //无参构造方法【必须】
  //有参构造方法【建议】
  //成员方法	
  //getXxx()
  //setXxx()
}

编写符合JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;

  //构造方法
  public Student() {}

  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  //成员方法
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

测试类，代码如下：

public class TestStudent {
  public static void main(String[] args) {
    //无参构造使用
    Student s= new Student();
    s.setName("柳岩");
    s.setAge(18);
    System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());

    //带参构造使用
    Student s2= new Student("赵丽颖",18);
    System.out.println(s2.getName()+"---"+s2.getAge());
  }
}